Rak Rakennuksen rungon suunnittelu I (6 op) syksy 2015 (Kurssi pidetään viimeistä kertaa)

Transkriptio

1 Vastaava opettaja: Prof. Jari Puttonen (osallistuu useimpiin opetustilaisuuksiin: luennot, välinäytöt, loppuseminaari) Opettajat: - harjoitustöiden ohjaus: DI Heikki Kivinen, DI, DI Matti Pirinen - luentokohtaisia erikoisopettajina TkL Pentti Lumme, DI Reijo Sandberg, TkL Matti Tauriainen, arkkit. Tina Ullrich Ohjelmassa on oletettu harjoitustyöryhmiä olevan 15. Lopullinen lukumäärä vahvistuu viikolla 40. Viikko = Luento Paikka: R Kurssiesittely ja työryhmien muodostaminen, rakennuksen kantavat rakennejärjestelmät, perustukset. 2.1 Rakennuksen toiminnallinen turvallisuus: asuntosuunnittelu, paloturvallisuus ti , klo = Harjoitustyö Paikka: R3 ja Cad-luokka (huone 266) 2.2 Rakennusten toiminnallinen turvallisuus: poistumistiet, hissit, väestönsuojat, räjähdysten hallinta 3. Teräsbetoniset runkojärjestelmät, rungon osien välinen yhteistoiminta, liitokset, liikuntasaumat, elementtirakenteiset rungot to , klo Rakennettavuus ja sen hallinta Matti Tauriainen, Lujatalo Oy ti , klo Teräs runkomateriaalina, liittorakennerungot ti , klo Maanjäristys rungon vaakakuormana ti , klo Käytännön esimerkkejä runkorakenteista ja suunnittelun laadun merkityksestä Reijo Sandberg, Ramboll ti , klo Harjoitustyöaiheiden esittely, aiheiden jako työryhmille, arvosteluperusteet. Matti Pirinen, Heikki Kivinen (14.15 noin 15) Rungon suunnittelu Tekla Structures ohjelmistolla.( noin ), Tekla Arkkitehtisuunnittelu hankkeen alkuvaiheessa (noin klo 16-17) Tina Ullrich 6. Talotekniikka rungon suunnittelussa, rungon sitkeys ja jatkuva sortuma to klo Paikalla valetut runkojärjestelmät. Pentti Lumme, Rudus Oy to klo Tuuli rungon vaakakuormana to , klo Koneperustukset rungon osana, nosturikuormat ja rungon värähtelyjen hallinta to , klo Suunnittelun ryhmäkohtainen aloituskokous annetun aikataulun mukaan -harjoitustyön aiheen läpikäynti Heikki Kivinen, Matti Pirinen Ryhmän jäsenten oltava paikalla oman ryhmän vuorolla to klo R3 ti klo R3 Pakollinen läsnäolo. 41 Ryhmäkohtaista opastusta rakennejärjestelmän valinnassa ja sen alustavassa laskennassa. Matti Pirinen ti klo R3 Ryhmäkohtaista opastusta rakennejärjestelmän valinnassa ja sen alustavassa laskennassa. Matti Pirinen to klo R3

2 42 Harjoitustyön 1. välinäyttö ryhmät 1-7: Rakennejärjestelmä: - rakenne- ja jäykistysjärjestelmä - laskentamallin periaatteiden esittely - laskelmat rakennejärjestelmän ja perustusten toimivuudesta Rakennejärjestelmän hyväksyntä Heikki Kivinen, Jari Puttonen Ryhmäkohtainen pakollinen läsnäolo ti , klo R3 TS-käytön opastusta rungon suunnittelussa, ryhmät 8-14, Osallistuminen pakolista, jos ei erikseen ilmoita hallitsevansa TS:n käytön ti , klo 14-18, Cad-luokka 43 Ryhmäkohtaista opastusta suunnittelussa ja mallinnuksessa. Matti Pirinen, Riku Laiho ti , klo 16-18, Cad-luokka 44 Opastusta FEM-ohjelman käyttöön kurssilla, (Robot-ohjelma) Osallistuminen joko Robotin tai Scian käytön opastukseen on pakollista, jos ei erikseen ilmoita hallitsevansa vähintään toista ohjelmista ti klo Cad-luokka Matti Pirinen Opastusta runkorakenteiden ja perustusten suunnitteluun. Heikki Kivinen, to klo 16-18, R3 45 Opastusta suunnittelussa ja mallinnuksessa, Matti Pirinen, ti klo 16-18, Cad-luokka Harjoitustyön 1. välinäyttö ryhmät 8-14 Rakennejärjestelmä: - rakenne- ja jäykistysjärjestelmä - laskentamallin periaatteiden esittely - laskelmat rakennejärjestelmän ja perustusten toimivuudesta Rakennejärjestelmän hyväksyntä Matti Pirinen, Jari Puttonen Ryhmäkohtainen pakollinen läsnäolo to , klo R3 TS-käytön opastusta rungon suunnittelussa, ryhmät 1-7, Osallistuminen pakolista, jos ei erikseen ilmoita hallitsevansa TS:n käytön to , klo 14-18, Cad-luokka Ryhmäkohtaista opastusta suunnittelussa ja mallinnuksessa. Heikki Kivinen Riku Laiho to , klo 16-18, Cad-luokka Opastusta FEM-ohjelman käyttöön kurssilla, (Scia-ohjelma) Osallistuminen joko Robotin tai Scian käytön opastukseen on pakollista, jos ei erikseen ilmoita hallitsevansa vähintään toista ohjelmista to klo Cad-luokka Heikki Kivinen Opastusta runkorakenteiden ja perustusten suunnitteluun. Matti Pirinen, to klo 16-18, R3 Kurssin työmaavierailu klo Lähtö R- talolta klo 13 ja paluu noin klo 16. Kohteena SRV:n lastensairaalan työmaa. Ennakkoilmoittautuminen 29.9., mukaan omat turvakengät ja turvalasit. Opastusta suunnittelussa ja mallinnuksessa, to klo 16-18, Cad-luokka

3 46 Harjoitustyön 2. välinäyttö, ryhmät 8-14 Runkorakenteet ja perustukset: -dimensiot, tyypit, sijainnit, materiaalit, tilavaraukset -liiitosratkaisut ja niiden toimintaperiaatteet -perustamistapa, dimensiot, kantavuuslaskelmat -rungon rakennelaskelmat ja niiden toteutus, Matti Pirinen ti , klo 14-18, R3 Pakollinen läsnäolo ryhmillä Opastusta mallinnuksen viimeistelyssä ja tuotannon visualisoinnissa. ti klo 16-18, cad-luokka 48 Harjoitustyön 3. välinäyttö, ryhmät 1-8 Toiminnallinen turvallisuus ja tuotantotekniikka ti klo 14-18, R3 Ryhmäkohtainen pakollinen läsnäolo. 49 Harjoitustyön luovutus ma klo mennessä 49 Suunnitteluharjoitusten esittely I ti klo 14-18, R3 Kaikkien ryhmien pakollinen läsnäolo (4 h)., Matti Pirinen; Jari Puttonen Harjoitustyön 2. välinäyttö, ryhmät 1-7 Runkorakenteet ja perustukset: -dimensiot, tyypit, sijainnit, materiaalit, tilavaraukset -liiitosratkaisut ja niiden toimintaperiaatteet -perustamistapa, dimensiot, kantavuuslaskelmat -rungon rakennelaskelmat ja niiden toteutus, Matti Pirinen to , klo 14-18, R3 Pakollinen läsnäolo ryhmillä 1-7 Opastusta mallinnuksen viimeistelyssä ja tuotannon visualisoinnissa to klo 16-18, cad-luokka Harjoitustyön 3. välinäyttö, ryhmät 9-15 Toiminnallinen turvallisuus ja tuotantotekniikka. to klo 14-18; R3 Ryhmäkohtainen pakollinen läsnäolo.. Suunnitteluharjoitusten esittely II to klo 14-18, R3 Kaikkkien ryhmien pakollinen läsnäolo (4 h)., Matti Pirinen, Jari Puttonen

4 Kurssin tavoite on, että kurssin jälkeen opiskelija: 1. Hallitsee rakennusten eri jäykistejärjestelmät 2. Ymmärtää rakennuksen toiminnallisuuden ja runkoratkaisun välisen vuorovaikutuksen 3. Tietää dimensioiden ja ympäristön vaikutukset rakennuksen runkoon 4. Osaa suunnitella rakennusrungot siten, että runko pystyy siirtämään kaikki kuormitukset ja rasitukset maaperään 5. Tietää tuulikuorman merkityksen ja määritysmenetelmät korkeille rakennusrungoille sekä ymmärtää maanjäristyskuorman merkityksen 6. Tietää runkomateriaalien vaikutukset rungonsuunnitteluun 7. Tietää melun, värähtelyn, palo- ja henkilöturvallisuuden ja talotekniikan vaikutukset rakennusrunkoihin ja niiden suunniteluun 8. Ymmärtää mallipohjaisten suunnittelumenetelmien mahdollisuudet rungonsuunnittelussa Sisältö Esitiedot Korvaavuudet Kohderyhmä Suoritustavat Työmäärä toteutustavoittain Arvostelu Oppimateriaalit Ilmoittautuminen Opetuskieli Rakennuksen rungon tehtävät ja sen jäykistys. Teräsbetoniset, teräksiset ja puiset rungot sekä liittorakennerungot. Asuin-, toimisto- ja tehdasrakennusten runkoratkaisut. Rakennus- ja asennustekniikan, LVIlaitteiden, hissin, väestönsuojan ja täydentävien rakenteiden huomioon ottaminen. Rakennusten tuulikuormat, rakenteiden maanjäristyssuunnittelun perusteet sekä koneperustusten suunnittelun periaatteita. Rak , Rak , Rak , Rak Rak Valinnainen rakennetekniikan syventävässä moduulissa. Pakollinen moduulissa R Suositeltava suoritusajankohta 4. opiskeluvuosi. Kirjallinen tentti, kurssin aikana tehtävä harjoitustyö ja sen loppuseminaari, osallistuminen pakollisiin opetustilaisuuksiin. Hyväksytty harjoitustyö antaa luentokertakohtaisen osallistumisoikeuden tentteihin. Tentissä saa kirjoitusvälineiden lisäksi olla mukana funktiolaskin muisti tyhjennettynä. Luento-opetus 20 t/ 12,5 %, harjoitustyön ohjattu suoritus 34 t/ %, työmaavierailut 3 t/ 1,25 %, itsenäinen työskentely 92 t/ 57,5 %, harjoitustyön loppuseminaari 8 t/ 5 %, tentti 3 t/ 2,5 % Sekä tentin että harjoitustyön painoarvo kokonaisarvostelussa 50 %, jotka kumpikin on suoritettava hyväksytysti. Harjoitustyö on suoritettava ennen tenttiin osallistumista. Luentokalvot, Kurssikirja: B. S. Taranath: Wind and earthquake resistant buildings - structural analysis and design, CRC Press, 2005 soveltuvin osin. Tukimateriaali: Suomen rakentamismääräyskokokelma ja Eurokoodit soveltuvin osin. Oodissa FI. Suomi

5 Lisätietoja Opetus: su; oppimateriaali: su, en; suorittaminen: su, ru; kurssikuvaukset: su, ru, en

6 HARJOITUSTYÖ Sisältö: Opiskelijat laativat 4-hengen ryhmätyönä joko teräsbetoni-, teräs-, puu- tai liittorakennerungon yleissuunnitelman, jossa esitetään asunto-, majoitus-, toimisto- tai tuotantorakennuksen runkoratkaisu. Osaamistavoite: Harjoitustyön tuloksena esitetään piirustuksin, luetteloin ja animaatioin rungon kantavat ja jäykistävät rakenteet, liitostyypit, liikunta- ja työsaumat sekä mittajärjestelmä ottaen huomioon rakennuksen perustukset, talotekniikka, toiminnallinen turvallisuus ja rungon tuotantotekniikka. Rakennelaskelmin osoitetaan rungon kuormankantokyky. Laskelmin on myös osoitettava, että ehdotetulla rakenneratkaisulla voidaan toteuttaa rakennukselle asetetut yleiset toimivuusmääräykset. Yleistä: Harjoitustöiden aiheet ilmoitetaan kurssin sivustolla. Aiheet jaetaan ensimmäisellä harjoituskerralla, jota ennen ryhmät muodostetaan. Ryhmiä muodostettaessa tarkistetaan, että ryhmän jäsenillä on yhteensä riittävät taidolliset valmiudet harjoitustyön tekemiseen. Työt on pääsääntöisesti tehtävä Tietokone työvälineenä ja R-CAD opintojaksoilla opetetuilla ohjelmistoilla. Näiden kurssien ulkopuolisista ohjelmista käytettävissä ovat AutoCAD Revit ja AutoCAD Robot. Muiden ohjelmistojen käytöstä on sovittava erikseen ohjaajan kanssa. Harjoitustöiden työselostuksen laadinnassa sovelletaan TKK:n teknisen kirjoituksen laadintaohjetta sekä RIL:n rakennelaskelma- ja rakennepiirustusohjeita. Harjoitustyöselostuksen luovutuksen yhteydessä opiskelijan on luovutettava mahdollisesti harjoitustyöhön liittyvät käytössään olleet yliopiston ohjelmistot, tutkimusvälineet, tutkimuslaitteet, tilat, avaimet ja kulkukortit. Harjoitustyön kulku: Harjoitustyö käynnistetään pakollisella johdantoluennolla, jolla esitellään harjoitustöiden vuosittain vaihtuvat teemat, annetaan harjoitustyön aikataulu ja muodostetaan työryhmät. Johdantoluennolla esitellään myös käytettävät työkalut ja ilmoitetaan sovellettavat suunnittelumääräykset ja ohjeet.. Välinäyttötilaisuuksissa työn välitulokset tarkistetaan ja annetaan ohjeet jatkotyöskentelyyn. Tarvittaessa työn tavoitetta ja rajausta tarkennetaan. Referenssikohde: Ryhmän suositellaan aloittavan harjoitustyö etsimällä harjoitustyöhönsä liittyvän referenssikohde joko valmistuneesta tai rakenteilla olevasta rakennuksesta. Referenssikohteen tarkoitus on auttaa mittasuhteiden ja rakenneratkaisuiden hahmottamista harjoitustyössä. Referenssikohdetta voidaan esitellä myös loppuraportissa ja -seminaarissa perusteena työssä tehdyille valinnoille. Välinäyttö 1: Välinäytössä työryhmät esittelevät laskelmiin perustuvat luonnokset valitusta rakennejärjestelmästä. Välinäytössä on esitettävä kuormien siirtyminen perustuksiin, rungon symmetria ja liikuntasaumat. Rakennejärjestelmän valinta on perusteltava vertailulla vähintään yhteen vaihtoehtoiseen ratkaisuun. Valitusta ratkaisusta esitetään laskentamallin pääperiaatteet ja alustavat laskelmat. Samoin perustamistavasta on

7 esittävä periaateratkaisu ja alustavat laskelmat. Valitusta ratkaisusta esitetään piirustukset perustustasolta, yhdeltä kerrostasolta sekä pituusleikkaus. Välinäytössä hyväksytään valittu rakennejärjestelmä sellaisenaan tai edellytetään lisälaskelmia ratkaisun toimivuuden osoittamiseksi. Välinäyttö 2: Välinäytössä työryhmät esittävät ohjaajien hyväksymän vaihtoehdon pohjalta laaditun rungon yleissuunnitelman sisältäen rungon pääosien ja perustusten materiaalit, tyypit sekä alustavat rakenne- ja kantavuuslaskelmat. Rakenteista esitetään perustusten rakenteet, kantavat primääri- ja sekundäärirakenteet sekä jäykistävät rakenteet. Rungon rakenteellisen sitkeyden varmistamiseksi osoitetaan ensisijaisesti vaakarakenteiden rajoittavan rungon kuormankantokykyä, jota varten selvitetään liitosten toimintaperiaate. Välinäytössä esitetään myös miten tilavarauksissa on otettu huomioon talotekniikka, porras- ja hissikuilut. Yleissuunnitelmassa esitetystä rakennuksen runkomallista on oltava alustavat FEMohjelmalla tehdyt rakennelaskelmat. Välinäyttö 3: Viimeisessä välinäytössä työryhmät esittävät täydentävät rakennelaskelmat ja - piirustukset sekä kantavien rakenteiden liitosten pääperiaatteet ja tyyppidetaljit. Välinäytössä selostetaan rakennuksen toiminnallisen turvallisuuden periaatteet sekä esitellään rakennuksen tuotantotekniikkaa ja toteutusaikataulua. Välinäytössä ryhmät esittelevät kohdetta myös visuaalisesti tietomallia hyödyntämällä. Viimeisen välinäytön jälkeen ryhmä laatii yhden yhtenäisen palautusaineiston. Harjoitustyötä ei ole luovutuksen jälkeen mahdollista täydentää tai korjata, vaan se arvostellaan luovutetun aineiston ja pidettävän esitelmän perusteella. Palautusaineistot luovutetaan tiedostoina erikseen ohjeistettavalla tavalla. Loppuseminaari: Kukin ryhmä esittelee harjoitustyönsä loppuseminaarissa, johon osallistuvat kurssin opettajat ja mahdollisia edustajia yrityksistä. Esitys laaditaan PDF tai PowerPoint - muotoisena dokumenttina, joka sisältää tehtävän kuvaukset, perustelut valitulle runkoratkaisulle, mallin leikkauskuvat, määritellyt yksityiskohdat ja määräluettelot sekä mallin esittelyn webviewer:llä.